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La presente invención se refiere a procedimiento de hidrotratamiento de hidrocarburos pesados en fase líquida, en que una carga de hidrocarburos líquida se hace reaccionar con hidrógeno y un catalizador disperso a 360-500ºC y a 50-300 barias; caracterizado porque el efluente de la zona de la reacción se sujeta por lo menos en un fraccionamiento para separar la face gaseosa libre de la fase líquida que comprende el catalizador disperso; se elimina la fase gaseosa libre y la fase líquida, separada de la fase gaseosa libre y que comprende el catalizador disperso, pasa a una zona de la filtración por membrana inorgánica porosa; se la hace circular tangencialmente a lo largo de la cara corriente arriba de la membrana a una temperatura por menos de 100ºC y por lo menos una porción de la fase líquida enriquecida con catalizador, que no ha atravesado la menbrana, es enviada a la zona de la reacción, y el filtrado se trasiega.
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